【摘要】：小麥?zhǔn)侵袊饕Z食作物之一,占中國糧食作物播種面積的21%。施肥是小麥生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),可以保證小麥生長期內(nèi)所需養(yǎng)分,對小麥產(chǎn)量產(chǎn)生直接影響。目前中國在小麥的肥料施用過程中,施肥量過大、施肥不均勻、肥料利用率低的問題較為嚴(yán)重,導(dǎo)致了資金和能源的使用過度,同時(shí)對土壤環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重污染。小麥種肥精準(zhǔn)擬合變量施肥技術(shù),重點(diǎn)在于優(yōu)化肥料施用位置,使小麥在最大程度上吸收肥料養(yǎng)分,結(jié)合變量施肥技術(shù),在傳統(tǒng)施肥量基礎(chǔ)上進(jìn)行變量、減量施用,在減少化肥施用量的同時(shí)提高肥料利用率。本研究針對黃淮海地區(qū)小麥?zhǔn)┓柿窟^大、肥料利用率低的問題,基于GNSS導(dǎo)航技術(shù),提出小麥種肥精準(zhǔn)擬合施肥模式,研制小麥種肥精準(zhǔn)擬合變量施肥控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了小麥?zhǔn)┓市泻筒シN行精準(zhǔn)對行和肥料的變量分層深施。主要研究內(nèi)容包括以下4方面:(1)提出小麥種肥精準(zhǔn)擬合變量施肥作業(yè)模式,基于拖拉機(jī)自動導(dǎo)航系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)種行與肥行精準(zhǔn)對行,提高小麥的產(chǎn)量和肥效;同時(shí)提出小麥種肥精準(zhǔn)擬合變量施肥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,系統(tǒng)由車載終端、電控部分、液壓部分以及機(jī)械傳動共4部分組成,可以根據(jù)用戶設(shè)置的目標(biāo)施肥量,實(shí)時(shí)計(jì)算液壓馬達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)速,一次完成帶施旋耕、深層條施的同步變量施用。(2)變量施肥控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)軟件與機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的指令傳遞,完成了對排肥軸轉(zhuǎn)速的變量控制。變量施肥控制系統(tǒng)主要包括變量施肥控制器、液壓驅(qū)動裝置和機(jī)械傳動裝置�？刂破鞑捎�16位40MHz汽車級專用C167CPU,應(yīng)用PID控制算法,通過CAN總線與上位機(jī)進(jìn)行通信。液壓驅(qū)動裝置選用BMM50擺線液壓馬達(dá)、PV08-30比例型流量控制插閥和H80-S4型編碼器。在肥料撒施排肥口加裝肥料導(dǎo)流裝置,保證淺層肥料分布均勻。(3)基于Visual Studio2008集成開發(fā)了施肥軟件控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)種肥精準(zhǔn)擬合變量施肥作業(yè)。種肥精準(zhǔn)擬合變量施肥軟件包括種肥擬合控制模塊、作業(yè)信息管理模塊、化肥信息管理模塊、排肥參數(shù)標(biāo)定模塊和通信模塊,軟件界面可以顯示機(jī)車當(dāng)前作業(yè)參數(shù)和實(shí)際施肥量的作業(yè)信息,用戶可以根據(jù)實(shí)際作業(yè)情況在軟件界面輸入相應(yīng)機(jī)車參數(shù)和目標(biāo)施肥量信息,軟件根據(jù)用戶輸入信息計(jì)算液壓馬達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)速。(4)應(yīng)用小麥種肥精準(zhǔn)擬合變量施肥控制系統(tǒng),使用約翰迪爾1204拖拉機(jī),在國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心小湯山實(shí)驗(yàn)基地分別進(jìn)行了小麥種肥擬合精準(zhǔn)對行試驗(yàn)、小麥變量施肥標(biāo)定試驗(yàn)和小麥種肥精準(zhǔn)擬合變量施肥田間試驗(yàn)。試驗(yàn)表明,機(jī)車空載時(shí),小麥種肥精準(zhǔn)擬合對行精度可達(dá)到5cm;在排肥輪轉(zhuǎn)速10,20,30,40,50 r/min條件下,淺層排肥變異系數(shù)最大為0.05,深層排肥變異系數(shù)0.08;2017年田間試驗(yàn)結(jié)果表明,常規(guī)施肥產(chǎn)量平均為260kg/畝,減量12%條件下,施肥產(chǎn)量平均為263kg/畝,產(chǎn)量基本持平。小麥種肥精準(zhǔn)擬合變量施肥控制系統(tǒng)可以滿足小麥?zhǔn)┓首鳂I(yè)要求,減少小麥肥料的施用量,為小麥種植的減肥增效提供了一種新方法。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S512.1;S147

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